基于數(shù)據(jù)包絡法的錦州市農業(yè)用水效率估算

韓 冰

(法庫縣農業(yè)技術推廣與行政執(zhí)法中心，遼寧 法庫 110400)

0 前 言

錦州地區(qū)位于遼寧省的西部，遼寧西部屬于典型的干旱半干旱地區(qū)是，水資源相對短缺，尤其是在當前工業(yè)、農業(yè)、生活用水矛盾日益緊張的新形勢下，如何保障農業(yè)用水是亟待解決的科學問題[1]。多個研究成果表明[2-6]，只有對農業(yè)用水效率進行定量測算，才能有效的制定農業(yè)節(jié)水和用水規(guī)劃。為此國內許多學者展開農業(yè)用水效率的測算[7-8]，在這其中基于效率分析的數(shù)據(jù)包絡分析方法得到廣泛應用，該方法可結合不同農業(yè)產(chǎn)出和投入指標進行農業(yè)用水效率的定量測算，測算準確度較高，但在錦州地區(qū)還未得到相關應用，為此選用的數(shù)據(jù)包絡分析方法，對錦州地區(qū)農業(yè)用水效率進行科學測算，研究成果對于提高錦州市農業(yè)用水規(guī)劃具有參考意義。

1 測算原理及方法

美國學者Charnes等基于效率分析的數(shù)據(jù)包絡分析方法，該方法通過C2R和BC2兩個重要的效率指標值進行農業(yè)用水效率的測算：

(1)

(2)

(3)

式中：θ為農業(yè)用水效率測算值；ε為計算參數(shù)，取值為10-5；t為農業(yè)產(chǎn)生指標；m為投入指標；n為計算單元；λj為組合計算單元；S-、S+為農業(yè)投入和產(chǎn)出不足的比例；xij0為第i類農業(yè)第j類投入指標；yij0第i類農業(yè)第j類產(chǎn)出指標。

在方程中，若：

θ*=1，且S-*=0,S+*=0，則表示θ農業(yè)用水效率無效。若：

若果測算的效率無效，則需要對計算單元進行重新設置計算條件：

要對決策單元進行改進，改進的決策單元需要令方程滿足一定的條件，方程滿足的條件為：

(4)

(5)

方程中中x0*、y0*為不同計算條件下農業(yè)用水效率測算值；Si-、Sr+則不同計算條件下的農業(yè)產(chǎn)出和投入指標；C2R和BC2為不同計算條件的配比指標。

2 指標選取

選取農業(yè)灌溉水量、耕種面積、灌溉耗水量及耕種在崗投入人員數(shù)量作為農業(yè)投入指標，選取農業(yè)在崗人數(shù)收入、灌溉耕種有效面積、農業(yè)生產(chǎn)收入和生產(chǎn)總量作為產(chǎn)出的指標。結合錦州農業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒，對各指標數(shù)據(jù)進行了分析，如表1所示。

表1 2008年-2017年錦州市農業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)

3 指標計算

結合錦州市2008年-2017年農業(yè)經(jīng)濟數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)包絡分析方法下各指標進行計算，計算結果如表2所示。

表2 農業(yè)用水效率指標測算結果

從錦州地區(qū)各農業(yè)用水效率分析結果可看出，錦州地區(qū)農業(yè)投入對用水效率的影響度較高，尤其是在2008年-2015年期間，錦州地區(qū)加大了區(qū)域農業(yè)投入，使得投入和產(chǎn)出比例逐步趨于平衡，而從2015年后，對于農業(yè)投入的程度有所下降，使得投入和產(chǎn)出比例逐步有所下降，這一段時間農業(yè)用水效率較低，從2015年開始，錦州地區(qū)對農業(yè)產(chǎn)出結構進行優(yōu)化，增加了農業(yè)產(chǎn)出比例，通過分析這一時間段朝陽市農業(yè)投入和產(chǎn)出比例分別為0.52和0.35，農業(yè)用水效率也可達到60%以上。

4 農業(yè)用水效率測算

在農業(yè)用水效率測算的基礎上，采用數(shù)據(jù)包絡分析方法對朝陽市2008年-2017年的農業(yè)用水效率進行定量測算，測算結果如表3所示。

表3 錦州市2008年-2017年農業(yè)用水效率測算結果

從錦州市農業(yè)用水結構變化可看出，錦州市農業(yè)用水量呈現(xiàn)兩個階段的變化，第一個階段由于農業(yè)投入和產(chǎn)出結構較為合理，農業(yè)用水規(guī)模變化較為穩(wěn)定，這一時期錦州地區(qū)的農業(yè)用水效率變化也較為穩(wěn)定，總體在35%-45%之間變化。第二階段主要從2015年開始，這一階段錦州地區(qū)減低了農業(yè)投入，使得農業(yè)投入和產(chǎn)出比例逐步趨于平衡，并從2015年開始，加大了對區(qū)域農業(yè)投入結構的合理優(yōu)化，使得農業(yè)用水規(guī)模減低，農業(yè)用水效率也呈現(xiàn)較為平穩(wěn)的遞增變化，在這一階段錦州地區(qū)的農業(yè)用水效率可穩(wěn)定在50%-60%之間，基本屬于用水率有效年份。此外還受到區(qū)域農業(yè)供水變化，對于錦州地區(qū)而言，城鎮(zhèn)居民生活用水、農業(yè)用水矛盾一直較為緊張，使得區(qū)域農業(yè)用水效率很難得到有效滿足，但規(guī)模收益總體變化還是處于遞增變幅。

5 農業(yè)用水效率影響因素分析

采用數(shù)據(jù)包絡模型對錦州地區(qū)各年份農業(yè)效率影響指標進行分析，分析結果如表4所示。

表4 錦州市農業(yè)用水效率無效年份指標投影分析結果

從分析結果可看出，灌溉耗水量以及耕種面積作為農業(yè)投入是農業(yè)用水效率影響作為明顯的兩個指標，而對于農業(yè)產(chǎn)出而言，農業(yè)產(chǎn)值和作為產(chǎn)量對于錦州地區(qū)各年份農業(yè)用水效率的影響也十分明顯，高于在崗人數(shù)和人均收入的影響。因此在制定錦州地區(qū)農業(yè)節(jié)水和用水規(guī)劃時，應調整農業(yè)耗水量和耕種面積，尤其是農業(yè)耗水量指標，建議將該指標調整到8萬m3，而在優(yōu)化調整農業(yè)投入結構的同時，應調整農業(yè)產(chǎn)出指標，重點調整農業(yè)產(chǎn)值和作物產(chǎn)量兩個指標，提升作物產(chǎn)量的同時增加經(jīng)濟作物的耕種面積，減低耗水量提高農業(yè)產(chǎn)值。

6 結 論

1)從2015年開始，錦州地區(qū)對農業(yè)產(chǎn)出結構進行優(yōu)化，增加了農業(yè)產(chǎn)出比例，通過分析這一時間段朝陽市農業(yè)投入和產(chǎn)出比例分別為0.52和0.35，農業(yè)用水效率也可達到60%以上。

2)從2015年開始，錦州市加大了對區(qū)域農業(yè)投入結構的合理優(yōu)化，使得農業(yè)用水規(guī)模減低，農業(yè)用水效率也呈現(xiàn)較為平穩(wěn)的遞增變化，在這一階段錦州地區(qū)的農業(yè)用水效率可穩(wěn)定在50%-60%之間，基本屬于用水率有效年份。

3)制定錦州市農業(yè)節(jié)水和用水規(guī)劃時，應調整農業(yè)耗水量和耕種面積，尤其是農業(yè)耗水量指標，建議將該指標調整到8萬m3，而在優(yōu)化調整農業(yè)投入結構的同時，應調整農業(yè)產(chǎn)出指標，重點調整農業(yè)產(chǎn)值和作物產(chǎn)量兩個指標，提升作物產(chǎn)量的同時增加經(jīng)濟作物的耕種面積，減低耗水量提高農業(yè)產(chǎn)值。